隨著新能源的快速發(fā)展，冀北清潔能源基地已形成大規(guī)模新能源開發(fā)與遠(yuǎn)距離匯集外送的格局。然而，由于缺乏常規(guī)支撐電源，系統(tǒng)面臨短路電流支撐不足、暫態(tài)工頻過電壓、短時(shí)及長(zhǎng)時(shí)電壓穩(wěn)定等問題，嚴(yán)重制約了新能源送出能力?，F(xiàn)階段，提升新能源場(chǎng)站的電壓支撐能力需求最為迫切，亟需構(gòu)建電壓源型新能源場(chǎng)站，建立全過程電壓支撐體系，確保系統(tǒng)具備足夠的電壓支撐強(qiáng)度，從而有效提升大規(guī)模新能源交流匯集外送能力。

目前，冀北清潔能源基地新能源總裝機(jī)已突破8000萬千瓦，新能源裝機(jī)占比超 75.8% ，居全國(guó)首位。已率先進(jìn)入破解大規(guī)模高比例新能源安全穩(wěn)定送出問題的“無人區(qū)”。

然而，新能源機(jī)組短路容量支撐能力較弱，導(dǎo)致配套交流通道實(shí)際送出能力遠(yuǎn)低于設(shè)備額定設(shè)計(jì)能力，送出瓶頸問題突出。為突破這一限制，亟需構(gòu)建具備電壓源特性的新型新能源場(chǎng)站，為系統(tǒng)提供全頻段、全過程的電壓支撐。國(guó)家電網(wǎng)公司新型電力系統(tǒng)行動(dòng)方案明確要求在張家口可再生能源示范區(qū)探索“新能源 + 調(diào)相機(jī)”發(fā)展模式，為冀北公司構(gòu)建電壓源型新能源場(chǎng)站的技術(shù)路線提供了實(shí)踐基礎(chǔ)。

構(gòu)建電壓源型新能源場(chǎng)站，需要在理論基礎(chǔ)、控制技術(shù)、設(shè)備研發(fā)與選型等方面解決一系列問題。一是電壓源型新能源場(chǎng)站支撐能力需求不明確，缺乏量化評(píng)估方法；二是電壓源型新能源場(chǎng)站在提升系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的同時(shí)，是否會(huì)引入新的穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)，失穩(wěn)機(jī)理尚不明確、穩(wěn)定控制措施缺失；三是如何充分發(fā)揮新能源場(chǎng)站內(nèi)分布式同步調(diào)相機(jī)的電壓源作用，解決場(chǎng)站內(nèi)電壓源型與電流源型設(shè)備的協(xié)調(diào)控制難題，是實(shí)現(xiàn)全過程電壓支撐能力的關(guān)鍵；四是如何利用靜止調(diào)相機(jī)、電壓源型SVG、構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能等新技術(shù)新設(shè)備，完善構(gòu)建電壓源型新能源場(chǎng)站技術(shù)路徑。

新型電力系統(tǒng)網(wǎng)源協(xié)調(diào)技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)聚焦新技術(shù)、新業(yè)態(tài)，打造面向新型電力系統(tǒng)的網(wǎng)源協(xié)調(diào)技術(shù)體系。團(tuán)隊(duì)突破了構(gòu)建電壓源型新能源場(chǎng)站基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)、控制裝備研制和系統(tǒng)運(yùn)行等難題，取得了一系列重要進(jìn)展。

創(chuàng)新構(gòu)建電壓源型新能源場(chǎng)站理論。解析暫態(tài)過電壓與短路比指標(biāo)的量化關(guān)系，提出新能源場(chǎng)站全頻段電壓支撐強(qiáng)度量化指標(biāo)，分析了電壓源支撐設(shè)備功角失穩(wěn)機(jī)理及影響因素，為分布式調(diào)相機(jī)、靜止調(diào)相機(jī)等裝備的研制和工程應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。

發(fā)明了構(gòu)建電壓源型新能源場(chǎng)站提升交流匯集送出能力關(guān)鍵技術(shù)。提出滿足暫態(tài)過電壓和短路比約束的短路容量需求評(píng)估方法、暫態(tài)功角穩(wěn)定機(jī)組附加控制技術(shù)、具有全頻段電壓源特性的新能源場(chǎng)站電壓協(xié)調(diào)控制策略，提升了電壓源型新能源場(chǎng)站穩(wěn)定運(yùn)行能力。

研制了分布式調(diào)相機(jī)接入新能源場(chǎng)站的成套軟件和裝備，包括分布式調(diào)相機(jī)優(yōu)化配置分析軟件、新型暫態(tài)穩(wěn)定勵(lì)磁控制器、支撐多類型無功源接入的新能源場(chǎng)站AVC裝置，為基于分布式調(diào)相機(jī)構(gòu)建電壓支撐型新能源場(chǎng)站提供了解決方案。

建立了含分布式調(diào)相機(jī)新能源場(chǎng)站的協(xié)調(diào)運(yùn)行控制系統(tǒng)。提出考慮在線短路比和暫態(tài)過電壓約束的交流匯集系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)，開發(fā)了考慮分布式調(diào)相機(jī)多點(diǎn)、分散接入的新能源匯集區(qū)域協(xié)同調(diào)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了基于調(diào)相機(jī)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)的場(chǎng)站出力精細(xì)化控制。

構(gòu)建電壓源型新能源場(chǎng)站可以解決新能源多場(chǎng)站短路比、暫態(tài)過電壓對(duì)新能源外送能力的制約問題，對(duì)探索新型電力系統(tǒng)電源構(gòu)建方案具有推動(dòng)作用。研制分布式同步調(diào)相機(jī)、靜止調(diào)相機(jī)、電壓源型SVG、構(gòu)網(wǎng)型新能源/儲(chǔ)能等新設(shè)備，可推動(dòng)相關(guān)設(shè)備制造產(chǎn)業(yè)升級(jí)。推廣“新能源 + 調(diào)相機(jī)”的可持續(xù)源端范式，建立“誰投資、誰受益”的經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行機(jī)制，可為構(gòu)建基于調(diào)相機(jī)的電壓源型新能源場(chǎng)站提供可持續(xù)發(fā)展運(yùn)營(yíng)環(huán)境，亦為其他技術(shù)途徑構(gòu)建電壓源型新能源場(chǎng)站提供可借鑒的實(shí)踐樣板。相關(guān)成果可直接應(yīng)用于“沙戈荒”新能源基地送出系統(tǒng)建設(shè)?！?/p>